放射医学的发展使更多新技术和新方法在放射诊断和治疗领域得到了广泛的应用, 与此同时, 这些新技术的应用也可能导致医务人员、受检者和公众的照射剂量的增加。比如放射介入治疗技术可以延长患者的生命或提高生命质量, 但也有可能导致患者的皮肤损伤。同时, 介入治疗的工作人员也成为受到职业照射剂量较高的人群。为保护医护人员, 公众和患者受到不必要的照射, 放射防护工作人员要帮助医务人员在实践新技术和新方法过程中采取合理手段, 为防止和降低危害程度而提供建议或采取防护措施, 其中既包括技术方面的研究如建筑屏蔽的计算, 个人防护用品的研制, 也包括管理方面的控制如对患者受照剂量的监控等方面。在医用诊断放射学、核医学和肿瘤放射学领域中不同类型的辐射及不同的剂量水平, 对防护的要求不同。为达到防护最优化的目的, 应采取不同的防护方法和措施。

1 医用诊断放射学的辐射防护

医用诊断放射学是为了获得用于诊断影像而使患者接受一定剂量的辐射。这一方面的辐射防护已经发展的比较成熟, 但随着放射诊断新技术技术和方法的出现, 进一步开展放射防护的研究是必要的。既可以通过对医务人员进行放射防护知识的培训及对患者的受照剂量的进行监测等方法来降低患者和医务人员的受照剂量, 也可以通过改进射线装置来达到防目的。比如放射介入治疗中采用先进的脉冲图像采集透视模式可以显著降低医生和患者的受照剂量。做放射介入的医务人员每天穿戴防护服的时间最长可达到几个小时, 工作人员在做心脏中消融过程中在铅围裙下的剂量大约在2μSvh^-1[1]。通过研制更加轻便的并具有相同的防护效果的防护服材料, 可以使医务人员在长时间的工作下更舒适。

近年来, CT引导也已应用到介入放射学中, 工作人员受到的照射剂量也很高。比如在给患者做检查过程中工作人员的手部剂量可达到0.6~1.5mGy·min^-1。铅手套只降低手部剂量的10%~40%, 而且操作不方便。采用断续的图像获取模式可以显著降低受照剂量, 当必须要使用连续图像获取模式时, 建议使用辅助工具尽量保持手部不在主射线束内。对高速大输出量的CT机, 也应考虑在对头部位置地面的屏蔽。地面屏蔽可降低对身体94%到99%的散射线^[2]。照射室的屏蔽设计充分保护了医务人员和公众受到的危害。虽然对公众的推荐年有效剂量限值从5mSv改为1mSv, 对射线的屏蔽还是足够的, 由于放射防护人员在设计时经常使用保守的假设, 比如忽略了石膏墙板对射线的防护作用。石膏墙可以有效屏蔽低能辐射, 如屏蔽乳腺机产生的散射线^[3]。在计算屏蔽厚度时, 实际工作的管电压值比防护设计的管电压要小很多。新型设备的漏射线辐射也在逐步减少, 但由于球管固定装置硬化了射线, 使射线的穿透力更强。主射线束在到达主屏蔽墙之前的衰减也应予以考虑。

2 临床核医学的辐射防护

核医学发展经历了不同阶段, 现已发展成多个分支学科, 包括如心脏核医学, 正电子发射应用学, 放射性单克隆抗体治疗学。核医学工作人员在制备注射放射性药物时, 如淋洗99mTc发生器过程要处理大量放射性物质, 由于他们的受到照射的可能性很大, 通常需要屏蔽来降低全身和手部剂量。使用不同的注射屏蔽物可显著降低手部剂量, 其中, 铅袖式注射屏蔽可以最大程度地降低手部剂量。操作人员的熟练程度也影响防护效果。在诊断过程中也可能对仪器和周围人群带来放射性污染, 如患者在吸入气溶胶过程中, 患者嘴部周围的漏出可导致放射性污染, 因此佩戴口罩可以有效地控制污染的发生。工作人员的分工要明确, 并对静脉注射器械及移动式废物箱等要严格检查, 以减少污染的发生。注射药物后的患者在做检查前后经常在医院随意走动或被安排做其他检查, 这方面的二次照射也应引起重视。对接受²⁰¹Tl检查做血液透析患者的监测表明, 这些患者没有对透析仪器造成污染, 在距离患者10cm处的剂量率低于3μSv·h^-1, 在患者做透析循环过程中排出的总活度约为6×10³Bq。透析用的试管需要贮存衰变处理。接受诊断水平放射性药物的患者带给周围人群的剂量测量可以通过佩戴TLD剂量计来估算, 患者给家人和同事的剂量在到7~20μSv。调查研究表明, 患者接受诊断水平的放射性药物通常不会对周围的人群带来显著的辐射照射。放射性碘多年来被用于治疗良性和恶性甲状腺疾病。对一些注射治疗甲状腺疾病的¹³¹I的患者家庭成员的监测表明, 有97%成人和89%的孩子接受的剂量小于5mSv。他们在旅行中给公众带来的剂量平均在0.03 mSv。接受放射性治疗水平药物的患者可以出院的规定是可行的, 患者带给公众的照射剂量低于5 mSv。

接受治疗甲状腺机能亢进和癌症的¹³¹I的透析患者, 其有效半衰期从1~7d, 这个变化受透析过程的¹³¹I从血液中的排出率和肾对¹³¹I的过滤能力的影响。在距离患者30cm的剂量率在治疗后的42h最高(0.064mSv·h^-1), 工作人员接触患者的时间较短, 最长的接触时间不到15min。因此, 接受¹³¹I治疗甲状腺疾病的患者在透析过程中对工作人员的辐射危害是很小的^[3~5]。

对治疗用放射性废物的处理和给公众带来的照射剂量是主要关心的问题。对¹³¹I在排水管道中的传输的特点表明, 管道内的有机物对碘的吸附使其传输的时间比其他废物的时间更长。焚烧含碘的垃圾对公众的照射剂量在22星期内约0.06μSv, 相当于每年0.14μSv。占公众受到的本底照射的很小一部分^[6]。

正电子发射(PET)放射性药物的生产过程比^99mTc等其他标记性放射性核素有更大的照射危险。正电子湮没可产生511KeV光子。患者, 剂量仪及传送系统都可以成为很强的辐射源。对接受PET放射性药物的患者要使用屏蔽防护。通过对传输管线的合理布局, 使用高流量的管线, 控制传输系统故障的发生可降低辐射剂量水平。生产PET药物的过程可产生含有放射性核素的气体。公众的受照剂量取决于设备的特性及与公众的相对位置等因素。通常, 根据排出物浓度水平, 每周生产放射性药物的次数不宜超过4次^[7]。

3 肿瘤放射学的辐射防护

由于现代肿瘤放射治疗越来越多地使用高能射线及高活度放射源, 保护医务人员和公众避免受到高能射线的辐射是主要关心的问题。由于直线加速器产生的高能光子能够产生中子, 对高能量辐射防护不仅需要增加屏蔽厚度, 还要考虑选择适合的物质屏蔽中子, 因此, 对高能加速器的屏蔽设计是比较复杂的, 一些防护设计中使用的参数也在不断的探讨和修订。比如, 高能加速器主射线和漏射线的衰减情况并不相同, 24MV漏射线的十分之一层厚(TVL)比主射线的十分之一层厚小13cm, 因此如果按照主射线束的数值计算漏射线的屏蔽, 就会导致设计过厚。对于由低能设备更新为高能加速器的防护, 需要增加水泥墙的屏蔽厚度, 但也使照射室的空间变小。如果使用金属和水泥同时进行防护的方式, 可以改善这一问题, 但同时在照射室外可能存在中子辐射场。如果把金属屏蔽物放在照射室的内层水泥墙外, 用钢屏蔽代替铅可以减少中子辐射水平。钢的不均匀分布也可影响光子和中子的穿透性。计算中子在高密度水泥中的衰减需要按照普通水泥的计算进行修正, 否则计算误差很大。加速器产生不只单一能量, 在计算使用因子是要充分考虑。在临床中等中心位置的总剂量的80%来自于使用6MV的X射线, 不到25%的治疗照射野超过200cm²。防护人员在设计时要考虑不只一种使用因子, 特别是医疗研究部门所使用的加速器。因此, 如果计算的工作负荷比实际的工作负荷偏高, 漏射线水平的计算也是按照规定的限值, 漏射线的十分之一层厚按照主射线计算, 这些影响因素都会使高能加速器的屏蔽计算过于保守^[8]。

近距离放射治疗是使用密封的放射源来治疗良性和恶性疾病。包括临时性或永久性植入治疗肿瘤。对临时性植入患者, 要住院治疗以防止对公众和医务人员的照射。一些医院通过增加在患者所在房间墙屏蔽厚度或使用移动式床边屏蔽可以降低相邻场所的剂量水平和医务人员的剂量, 或者把患者的房间放在走廊的一端或使相邻的房间为空房间也可以减少对公众的剂量。高剂量率的近距治疗要经常使用特殊的设备把高活度的放射源从屏蔽罐中取出放在患者肿瘤部位, 治疗时间相对较短, 一般为几分钟。所以应严格控制以防止出现差错。美国放射物理师协会制定了对高剂量率的近距治疗建议书, 包括质量保证和应急措施。高剂量率的近距治疗在屏蔽的房间, 并有安全联锁装置。治疗室周围的剂量率由于有防护墙屏蔽而低于规定限值。偶而, 高剂量率的近距治疗也在没有屏蔽的房间, 这时要使用移动式屏蔽以保证周围场所不超过剂量限值。近年来, 使用¹⁹²Ir源、⁹⁰Sr或³²P源进行血管外近距离治疗。对医生和技师的剂量监测表明, 在铅围裙后的平均剂量分别是9μSv和3.9μSv, 腕部剂量达到163.2μSv。完成1000次治疗的技师的年受照剂量达到1.9mSvy^-1。心脏科医生, 肿瘤医生, 物理师和助手的每次治疗的最高剂量分别是10μSv、10μSv、7μSv和5μSv。因此从事血管外的近距治疗的工作人员的受照剂量低于职业照射的年剂量限值20mSvy^-1。移动式屏蔽可以降低治疗室外的辐射水平, 使每次治疗可以小于0.5μSv, 因此对已有治疗室不必增加屏蔽也可以保证公众的剂量低于剂量限值^[9]。

4 结论

放射防护工作人员对保护医务工作者, 受检者和公众的安全做出很大贡献。包括对设备防护屏蔽的设计, 对工作人员的剂量监测和公共场所的监测, 制定操作放射源的操作程序, 个人防护用品的合理使用, 制定控制公众接受剂量限值, 以及合理处理放射源。开展放射卫生防护方面的研究, 以最低的代价最大程度地保护医务人员、患者和公众, 并协助其他医务人员开发新的放射诊断和治疗技术。